JPH048486A - ロボットの作業教示方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ロボットの作業教示方法に関するものである
。

［従来の技術〕 従来、作業用ロボットにその作業内容を教示するために
は、作業者がティーチングボックスを携行しロボットの
動作範囲内に入り、ロボット実機を手動動作させながら
、教示を行う方法が一般的であった。しかし、このよう
な方法では、稼働可能なロボットを、教示の為に長時間
休止させる必要があるという経済的に大きな問題があり
、さらに、教示者にとっては危険な場所での長時間作業
は肉体的にも精神的にも大きな負担であった。

そこで、コンピュータ上に、ロボット実機のコントロー
ラとは独立したロボットやワークのモデルを構築し、そ
のモデルを使って、配置検討や教示を行う方式が開発さ
れた。このような方式の基本釣なものは、特開昭６４−
５７７９号公報および特開昭５９−２２９６１９号公報
等に開示されている。

しかしながら、これらの従来の方式では、グリッパの姿
勢が考慮されておらず、単にロボ７）の腕が到達可能な
最大限の範囲を作業可能域として表示する方式である。

従って、表示された作業可能域の境界近辺においては、
到達可能であると表示された作業可能域であるにもかか
わらず、所望の作業を行うために必要なグリッパの姿勢
が実際には取り得ないという問題が生じる。

また、従来の技術の通用範囲は、ロボットに具備される
グリッパが単一のグリシバの場合のみであったので複数
グリッパを具備するようなロボットの複雑な作業教示は
できないという問題点があった。

〔発明が解決しようとする課題］ 本発明は前記のような問題点を解消するためになされた
ものであって、作業に必要な姿勢をとることが可能な範
囲を正確に表示することによって、ワークの配置の決定
を容易に且つ正確に行えると共にロボットの動作範囲を
最大限に生かせるようにしようとするものであり、更に
、複数グリ・７バを具備するロボットの複雑な作業教示
も容易に行えるようにすることを目的とするものである
。

〔課題を達成するための手段〕

本発明は上記の目的を達成するためムこ、次のような手
段を有するものである。

即ち、ロボットに取り付けられたグリッパがとるべき姿
勢と、前記グリ・ンパが到達可能な範囲をチェックする
チェック範囲と、前記チェック範囲内でのチェックすべ
き点とを入力し、前記チェックすべき点の全てにつき到
達可能かどうかをチェックして、到達可能な点の範囲を
作業可能域として教示することを特徴とするロボットの
作業教示方法とするものであり、 あるいは、複数のグリッパを備えたロボットにおいて、
前記グリッパがとるべき姿勢での到達可能な範囲を作業
可能域とし、前記グリシバを計算機上にモデルとして定
義して、前記グリッパに対するシミュレーションコマン
ドを生成し、予めグリッパのモデルとグリッパに対応す
る開閉駆動装置とを対応させたテーブルを記憶格納して
おき、前記テーブルを参照して前記シミュレーションコ
マンドを所望のロボット言語のプログラムに変換するこ
とを特徴とするロボットの作業教示方法とするものであ
る。

［作用〕 ロボットに取りつけられたグリッパがとるべき姿勢を条
件として、グリッパが到達可能な範囲を一点一点チェソ
クすることにより、その−点一点の設定を高密度に行え
ば行う程、正確に作業可能域を決定することができる。

また、複数のグリッパを備えたロボ、７トにおいては、
計算機上でシミュレーションするためにグリッハヲモデ
ルとして定義し、このモデルとロボット上での開閉駆動
装置とを対応させたテーブルを予め記憶格納しておくこ
とにより、画面上でのシミュレーションおよびロボット
言語のプログラムへの変換が簡単にできるようになる。

〔実施例〕

以下、本発明のロボットの作業教示方法の実施例を図面
に基づいて詳細に説明する。本発明の方法は、ロボット
実機を使用せずにロボ７）の動作の教示を行わしめる方
式である。この方法を実施するシステムは、第２図のオ
フラインプログラミング装置ブロック図に示すように９
つの部分、即ち、ＣＰＵ２１．ＲＡＭ２２．ＲＯＭ２３
．　　グラフインクデイスプレィ２４．マウス２５．キ
ーボード２６．ハードディスク２７　ロボットコントロ
ーラ２８．ロボット２９から成る。第２図（ａ）は複数
のグリッパ１０．１０・・・を備えたロボットの腕を示
したである。第２図（ｂ）は一つのグリッパを真下に向
けて作業させる場合の、作業可能域をグラフィックデイ
スプレィ上の画像としてドソ１−３０で示したものであ
る。第２図（ｂ）において、左上はその正面図、右上は
側面図、左下が平面図、右下は斜視図に当たるものであ
る。

つぎに、本発明のソフトウェアの構成を第１図に基づい
て説明する。本発明のロボットの作業教示方法は第１図
に示すロボットの作業教示フローにおいて、作業有効範
囲の表示１７、複数グリッパの定義・入力１８．複数グ
リッパの教示１９、複数グリッパのコマンド変換２０に
特徴を有するものである。このフローの基本的な流れは
、ロボットおよび周辺機器、ワークに関するデータを定
義して入力しくステップ１１）、グラフィックデイスプ
レィ上に表示し更に、作業者の作成したプログラムによ
りロボット、周辺機器およびワークの動作のシミュレー
ションを行い（ステップ１２１３）、このシミュレーシ
ョンに使われたシミュレーションプログラムを所望のロ
ボット言語の文法に従ったロボットプログラムに変換し
くステップ１４）、そのロボットプログラムによりロボ
ットコントローラ１５でロボット１６実機を動作させる
ものである。

このようなロボットの作業教示方法において、本発明の
第１の特徴である作業有効範囲の表示１７につき、第３
図により詳細に説明する。

先ず、工具姿勢入力のステップ３１では、第２図の実施
例においてはグリッパを真下に向けて作業させるとした
ような、ロボットが作業を行う時に、工具（又はグリッ
パ）がとるべき姿勢を、会話的に入力する。次にチェッ
ク範囲・チェック密度入力のステップ３２では、先ず、
前記姿勢をロボットが実現可能かどうかあるいは、前記
姿勢で到達可能かどうかということでの有効か否かのチ
ェックを行いたい範囲を大きい目に入力する。これは、
勿論ロボットの腕と工具を最大限に延ばしたときに到達
可能な範囲全てについてチェックを行ってもよいのであ
るが、計算時間を短縮するために、チェックを行いたい
範囲を局所的に躍定する場合も有ることを考慮して設け
たものである。

続いて、チェックを行う際のチェックする点の密度を入
力する。このチェック宇度を例えば、１ｍｍピンチで行
いたい場合もあれば、５ｍ、ｍビ、７チで行いたい場合
もある事を考慮したものであり荒いピンチを入力した方
が当然計算時間は短縮される。次に、チェック開始のス
テップ３３ではチエ・ツク範囲・チェック密度入力のス
テップ３２により指定された全ての点について、チエ、
／りが開始される。

チェックはステップ３１の工具姿勢入力で入力された工
具姿勢から、ステップ３４の工具姿勢からロボットの関
節角への変換により、ロボットの関節角が計算される。

この関節角が、ステップ３５のチェック手段、「関節角
は有効か」に入力され、関節角の取り得る限界から有効
か否かのチェックが行われる。　もし有効であると判断
される場合にはステップ３６の有効表示として、工具の
作用点にドツトが表示される。無効の場合には何も表示
せずに、次のチェック点に移る。

この工具姿勢からロボットの関節角への変換をするステ
ノブ３４乃至有効表示をするステップ３６の処理を繰り
返すことによりチェック範囲内３７の全ての点でのチェ
ックを完了する。これによって、有効なドツトの集合が
表示されることになるのである。これらの有効表示の例
を示したのが第２図（ｂ）であり、ドツト３０の集合と
して示したものである。

次に、本発明の第２の特徴である複数グリッパの定義、
入力１８（第１図）につき、第４図により説明する。ロ
ボットの最終リンク４１に取すつけられるグリッパユニ
ン）　（１）４２は開閉制御可能な複数個のグリッパを
装備した集合体の代表名である。グリッパは計算機上で
モデルとして以下のように定義される。

グリッパ（１）４３．　　グリッパ（２）４４あるいは
グリッパ（３）４５は、個々のグリッパの代表名であっ
て例えばグリッパ（１）、グリッパ（２）、グリッパ（
３）と言う名前が与えられており個々のグリッパには更
に、制御すべきグリッパを特定するためのフラグとロボ
ットの作業教示を行う際のグリッパの作用箇所を示すた
めのＴＣＰのデータを付加しである。

グリソバユニッ）　（２）４６は上記のようなグリッパ
ユニットがさらに複数個存在する場合の構造を示したも
のである。

開閉制御したいグリッパを特定する場合には、所望のグ
リッパのフラグをＯＮするのである。このような構造を
とることにより、ロボットに設けられたグリッパをただ
１個に特定することが出来、作業者は従来の単一のグリ
ッパを装備するロボットの操作と類似した操作を行える
ようになる。

次に、本発明の第３の特徴となる、複数グリッパの教示
１９（第１図）について説明する。第５図は、その複数
グリッパのシミュレーションコマンド生成の処理のフロ
ーを示した図である。以下第５図のフローに従ってシミ
ュレーションコマンド生成方法を説明する。

オペレーターは、グラフインクデイスプレィ上に表示さ
れている複数のグリッパモデルの中の動作命令対象の任
意のグリッパモデルをマウスを用いて指示する（ステッ
プ５１）。続いて、動作対象位置へグリッパを移動する
（ステップ５２）。

画面上に表示されている開閉命令をマウスで指示すると
、動作シミュレーションの対象となっているグリッパモ
デル塩を計算機内部で自動的に得、これを動作対象モデ
ル塩を入れる引き数に入れる（ステップ５３）。これに
よってコマンドが生成しくステップ５４）、このコマン
ドをシミュレーションプログラムの１ステツプとして計
算機内のＲＡＭに記憶する（ステップ５５）。これらの
ステップ５１乃至５５を繰り返すことにより、シミュレ
ーションプログラムを完成する。

次に、本発明の第４の特徴となる複数グリッパのコマン
ド変換２０（第１図）について説明する。第６図は、こ
の複数グリッパのロボットコマンド生成の処理のフロー
を示した図である。以下、第６図のフロー図に従ってロ
ボットコマンド生成方法を説明する。

オペレーターは、グラフインクデイスプレィ上で表示さ
れている複数のグリッパモデルの中の任意のグリッパモ
デルのシミュレーションコマンドを実行する（ステップ
６１）。実行されたシミュレーションコマンドの対象の
グリッパモデル名カ計算機内に登録されているか否かを
判定し、登録されていなければデイスプレィ上にエラー
表示を行い終了する。（ステップ６２．６４）。登録さ
れていれば、複数あるグリッパモデル塩を、ロボット実
機のグリッパに対応する開閉バルブ等の開閉駆動装置の
番号に対応させた、グリッパモデル塩と開閉駆動装置の
番号の、予め作成、記憶されたデータテーブルを検索し
くステップ６３）、グリッパモデル塩と対応したバルブ
等の開閉駆動装置の番号を引き出す（ステップ６５）。

　得られた開閉駆動装置の番号データをロボット実機の
グリッパ開閉命令中の開閉駆動装置の番号の指定位置に
入れ任意のグリッパの開閉命令を生成する（ステップ６
６）。

（発明の効果〕 以上述べたように、本発明のロボットの作業教示方法は
、ロボットに取り付けられたグリッパがとるべき姿勢と
、前記グリッパが到達可能な範囲をチェックするチェッ
ク範囲と、前記チエ・ツク範囲内でのチェックすべき点
とを入力し、前記チェックすべき点の全てにつき到達可
能かどうかをチェックして、到達可能な点の範囲を作業
可能域として教示するようにしたことにより、作業に必
要な姿勢をとることが可能な範囲を正確に表示すること
ができ、ワークの配置の決定を容易に且つ正確に行える
と共にロボットの動作範囲を最大限に生かせるようにす
ることができるものである。

又、複数のグリッパを備えたロボットにおいて、前記グ
リッパがとるべき姿勢での到達可能な範囲を作業可能域
とし、前記グリッパを計算機上にモデルとして定義して
、前記グリッパに対するシミュレーションコマンドを生
成し、予めグリッパのモデルとグリッパに対応する開閉
駆動装置とを対応させたテーブルを記憶格納しておき、
前記テーブルを参照して前記シミュレーションコマンド
を所望のロボット言語のプログラムに変換することによ
り、複数グリッパを具備するロボットの複雑な作業教示
も容易に行えるようにすることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のロボットの作業教示方法におけるソフ
トウェアの処理のフローの実施例を示すブロック図、第
２図（ａ）は本発明におけるロボットの作業教示システ
ム実施例の構成ブロック図、第２図（ｂ）は複数のグリ
ッパを備えたロボソトの腕の例を示す斜視図、第２図（
ｂ）は本発明でのグラフインクデイスプレィの実施例を
示した画面図、第３図は本発明における作業有効範囲の
表示の処理のフローを示したブロック図、第４図は本発
明における複数グリッパの定義方法の構成を示すブロッ
ク図、第５図は本発明における複数グリッパのシミュレ
ーションコマンドの生成法のフロー図、第６図は本発明
における複数グリッパのロボ７）コマンドの生成法のフ
ロー図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ロボットに取り付けられたグリッパがとるべき姿
   勢と、前記グリッパが到達可能な範囲をチェックするチ
   ェック範囲と、前記チェック範囲内でのチェックすべき
   点とを入力し、前記チェックすべき点の全てにつき到達
   可能かどうかをチェックして、到達可能な点の範囲を作
   業可能域として教示することを特徴とするロボットの作
   業教示方法。
2. （２）複数のグリッパを備えたロボットにおいて、前記
   グリッパがとるべき姿勢での到達可能な範囲を作業可能
   域とし、前記グリッパを計算機上にモデルとして定義し
   て、前記グリッパに対するシミュレーションコマンドを
   生成し、予めグリッパのモデルとグリッパに対応する開
   閉駆動装置とを対応させたテーブルを記憶格納しておき
   、前記テーブルを参照して前記シミュレーションコマン
   ドを所望のロボット言語のプログラムに変換することを
   特徴とするロボットの作業教示方法。